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在 科技創(chuàng)新引領(lǐng)下“精細(xì)勘查”、“加深勘查”

---談未來20年礦產(chǎn)勘查戰(zhàn)略

趙文津院士

中國工程院能源礦業(yè)學(xué)部

中國工程院2007年立項(xiàng)，研究未來20-30年我國礦產(chǎn)勘查戰(zhàn)略問題。報(bào)告已于2010年提交。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳毓川；深部找礦勘查戰(zhàn)略研究由趙文津負(fù)責(zé)；深部采礦的綠色礦山發(fā)展戰(zhàn)略由于潤倉院士負(fù)責(zé)；何凱濤同志任學(xué)術(shù)秘書。

本報(bào)告即以上述報(bào)告為基礎(chǔ),聯(lián)系近年來國內(nèi)外的新情況，作了一些補(bǔ)充。在去年11月礦業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈大會上本人就如何振興我國礦業(yè)作了發(fā)言，已初步介紹了上述報(bào)告的主要觀點(diǎn)和建議。那次大會共安排了10個大會報(bào)告，包括有：干勇院士作的新材料發(fā)展戰(zhàn)略與我國優(yōu)勢礦產(chǎn)的利用；蔡美峰、于潤滄院士關(guān)于深部礦產(chǎn)開采與綠色礦山建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略。此外，張洪濤、王瑞江、劉益康，中國五礦、中鋁集團(tuán)、西南能礦集團(tuán)的領(lǐng)導(dǎo)，以及秘魯大使均在會上做了精彩報(bào)告。（編者按：該大會即《礦業(yè)界》發(fā)起并聯(lián)合8家單位舉辦的中國礦業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈大會）

本文將分7個部分論述這一認(rèn)識。

一、礦產(chǎn)是一個技術(shù)經(jīng)濟(jì)概念

勘查的礦產(chǎn)是為了開采, 采出的礦產(chǎn)，是供市場交易的。最后采出的礦石經(jīng)濟(jì)上有無利潤可圖？這是礦業(yè)能否持續(xù)發(fā)展的前提。這里，市場的需要是第一位的。采礦和選冶技術(shù)有可能改善礦產(chǎn)的價(jià)值。運(yùn)輸條件具備不具備，也影響整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

這里，找到一個適銷對路優(yōu)質(zhì)資源，最理想，最有利于礦業(yè)發(fā)展與國家建設(shè)。因此，找國家緊缺礦產(chǎn),找大、淺、富礦,以及大、淺、貧（通過選冶可提高品位，提高效益的）是找礦勘查的始終要抓緊目標(biāo)和戰(zhàn)術(shù)安排的中心問題。

二、抓我國當(dāng)前和未來緊缺礦產(chǎn)，改進(jìn)供給側(cè)工作

1)  我國礦產(chǎn)資源的基礎(chǔ)儲量居世界第一、二位的有  鎢、鉬、銻、鈦、錫、鉍、石墨、硅灰石、硅藻土、稀土、石膏、菱鎂礦、重晶石、螢石等。

2)  20世紀(jì)90年代以來，我國已成為世界諸多礦產(chǎn)資源生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國。如 富鐵、銅、鋁、鎳、鉀、鉻、錳等  都已成為我國的緊缺資源，對外依存度均在50%以上，有的甚至高達(dá)70%~80%。黃金是具特殊性質(zhì)商品, 從儲備角度也要不斷發(fā)現(xiàn)大金礦。

3)  我們要著眼 于現(xiàn)在緊缺的礦產(chǎn)  和未來緊缺的礦產(chǎn)。同時(shí)也要大力推動經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型, 改變資源消耗型的，要節(jié)約資源，以保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之路。抓緊缺礦產(chǎn)找礦，特別是我國長期找礦未突破的礦種難度是很大的,更要依靠科技創(chuàng)新與突破。

中國列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄的24種礦產(chǎn)是：能源礦產(chǎn)：石油、天然氣、頁巖氣、煤炭、煤層氣、鈾等6種。金屬礦產(chǎn)：富鐵、鉻、銅、鋁、金、鎳、鎢、錫、鉬、銻、鈷、鋰、稀土、鋯等14種。

非金屬礦產(chǎn)： 磷、鉀鹽、晶質(zhì)石墨、螢石等 4種。

戰(zhàn)略性的礦產(chǎn)不等于緊缺的,同樣的,緊缺的不等于是戰(zhàn)略性的. 國家建設(shè)發(fā)展和安全保證對礦物原料的需求是多方面的.各省市地區(qū)及企業(yè)發(fā)展對礦產(chǎn)的需求又有所不同。

人類生存和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，都離不開礦產(chǎn), 礦產(chǎn)需求是長遠(yuǎn)的。地質(zhì)勘查的供給應(yīng)當(dāng)很好改善。

1）  人類的衣、食、住、行、生、老、病、死都直接或間接需要礦產(chǎn)資源；一個人一生要1700多噸的礦產(chǎn)資源。不同的人要補(bǔ)不同的元素。

2）今后，我國將大力開發(fā)新能源，新汽車產(chǎn)業(yè)，高鐵交通；自動化及機(jī)器人無人機(jī)等新興產(chǎn)業(yè), 及新材料業(yè)發(fā)展，都需要許多特種礦物原料，如稀土、稀有、非金屬材料；

3）國家增強(qiáng)國防，大建船舶軍艦，推進(jìn)海島開發(fā),海洋開發(fā)戰(zhàn)略, 深空戰(zhàn)略, 又將需要大量的特種鋼鐵等材料。等等。

4）國家城鎮(zhèn)化、城市地下建設(shè),新農(nóng)村建設(shè),發(fā)展新型農(nóng)業(yè)化,保證人民良好的生活條件, 都需要大量的礦產(chǎn)，包括新能源開發(fā)，建筑材料,農(nóng)業(yè)礦產(chǎn)等；

5）各國大抓生態(tài)環(huán)境建設(shè)，減少全球氣候變化影響等。許多城市為改善生態(tài)環(huán)境，下令不許開礦，可是必需的礦產(chǎn)也是要解決的。

6） 一帶一路建設(shè)，發(fā)展中的國家都離不開修橋、鋪路、三通、以及沿線的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求；

7）戰(zhàn)爭與天災(zāi)破壞帶來特定的需求。中國地震、滑坡泥石流頻發(fā)，每年損失巨大。破壞后的重建也是離不開大量礦產(chǎn)的。

抓供給側(cè)改革 , 就是要改變找礦與市場需求脫離的現(xiàn)象。我們長期存在著找礦的、開礦的工作脫節(jié)現(xiàn)象。給錢的只管找礦，找到礦一報(bào)成績就結(jié)束了，這對國家經(jīng)費(fèi)的有效使用上帶來許多問題。抓好供給側(cè)改革，在礦產(chǎn)方面就是要解決供需脫節(jié)問題。多花些力氣去攻緊缺又難找的礦產(chǎn)。特別是希望國家公益性地質(zhì)部門，國家科技管理部門多投入力量來攻關(guān)，以為礦業(yè)發(fā)展創(chuàng)造好的前提。

今天，雖然可以從兩個市場、兩種資源的角度思考我國礦產(chǎn)資源的保證問題。但是國際形勢變化多多,人們并不能控制它。所以,立足國內(nèi)是基礎(chǔ)，爭取和某些少數(shù)友好國家建立穩(wěn)定的關(guān)系，自立更生求發(fā)展的思想是絕不能丟。世界就是礦產(chǎn)分布很不均勻，我國有許多的特色礦產(chǎn),如上所述已有很多發(fā)現(xiàn)。但是，一些礦產(chǎn)在我國找礦難度很大，要下決心攻關(guān)，科技先行，指導(dǎo)找礦，改進(jìn)供給側(cè)工作。

三、找大、淺、富礦產(chǎn)與加深勘探問題

1.大、淺、富是相對的概念，中心是力求資源綜合評價(jià)能有利于礦業(yè)發(fā)展，有經(jīng)濟(jì)效益；大、淺、貧的礦體，通過選冶技術(shù)提高，可轉(zhuǎn)化為開采有利的礦體投入開發(fā)。要重視發(fā)展選冶技術(shù)。

2.中國幾十年勘查已發(fā)現(xiàn)很多礦產(chǎn)，其中東部地區(qū)勘查程度高一些，而西部廣大地區(qū)的地質(zhì)勘查程度并不高。

3.東部地區(qū)雖然地質(zhì)工作程度高, 但是在危機(jī)礦山進(jìn)一步找礦中，仍然還可以取得大量的新發(fā)現(xiàn)，延長了礦山壽命。東部勘探程度高的地區(qū)找礦還是大有可為。西部地區(qū)，工作程度低，找礦遠(yuǎn)景當(dāng)更可期待。

這里， 危機(jī)礦山找礦試驗(yàn)是很成功的！取得一系列找礦突破。

從2004年以來，在230個資源危機(jī)礦山找礦成果統(tǒng)計(jì)，已發(fā)現(xiàn)了大型、超大型礦產(chǎn)資源有35處，中型的62處，小型的40處。新增的儲量超過礦山原勘探儲量的有32個礦山，發(fā)現(xiàn)新礦種的有15個。表明 過去詳細(xì)勘探過的礦山淺部也還是有很大的找礦潛力的。不是沒有必要再作勘查工作。

應(yīng)指出在這些危機(jī)礦山內(nèi)深度超過1000米的鉆井僅173個，其中大于1500米深的鉆井僅僅13個，總進(jìn)尺為23000米。230個危機(jī)礦山僅打了13個1500米深的鉆井，這個數(shù)量也太少了，怎么能知道深部還有沒有礦？有什么樣的礦呢？

最近3月28日報(bào)道,山東在三山島附近又發(fā)現(xiàn)一個大型單體金礦—西嶺金礦,1000多米深,550多噸,使用找礦方法是化探原生暈的"構(gòu)造疊加暈法"，是冶金地質(zhì)總局化探專家的”拿手絕活”! 這個大礦正是在開采了幾十年老礦區(qū)附近發(fā)現(xiàn)的，正是說明老礦山附近的找礦潛力！

礦化現(xiàn)象到處都可以看到，但形成大量礦物堆積成礦體則要有條件。

4. 找礦、采礦，都是由淺入深的

（1）找礦、采礦都是從淺到深，一是投資相對要??；投資風(fēng)險(xiǎn)也?。欢羌夹g(shù)上是可行的。大、淺、富礦體當(dāng)然會是人們追求的目標(biāo)。

（2） 隨著淺處礦產(chǎn)采完，深部礦產(chǎn)評價(jià)遠(yuǎn)景大，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件許可，人們將逐步向深部開拓，采出深部礦產(chǎn)。南非太古代含金礫巖型金礦山已開拓到4000米深，但當(dāng)前這類礦山還是極少數(shù)；中國少數(shù)礦山深采，也是限于2000米以內(nèi)。

（3）因?yàn)榧夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制，過去長期以來我國探礦、采礦都限于500-800米深，再深就被批搞“呆礦”；

現(xiàn)在采礦技術(shù)進(jìn)步已可開采更深部的礦，大家自然就轉(zhuǎn)向深部找礦和采礦，我國許多老礦山早已開采1000-2000米深的礦產(chǎn)了。

我們建議今后找礦、采礦深度

  2020年以前以探索1500米深為目標(biāo)；

 2030年前以2000米～3000米深的目標(biāo)。

四、中國的地質(zhì)礦產(chǎn)有自己的特點(diǎn)，需要自己創(chuàng)新發(fā)展來找礦

1.中國地質(zhì)構(gòu)造條件是復(fù)雜多樣的，形成了許多中國特色的礦產(chǎn)，這是需要中國人自己去開拓創(chuàng)新來發(fā)現(xiàn)。

2.而我國國土調(diào)查程度高，但是研究的程度還不高，人們對我國構(gòu)造條件、成礦條件和成礦分布規(guī)律的認(rèn)識還很有限。實(shí)例多多。進(jìn)一步找礦還是大有前景的。深部情況更是如此。

3.實(shí)例：

---陸相盆地的油氣田；

---長江中下游包括夕卡巖型鐵、銅、金礦和陸相火山巖型鐵礦床；

---中國大陸碰撞帶斑巖銅鉬礦床；

---金川銅-鎳硫化物礦床；

---大陸邊緣裂谷型攀枝花的釩鈦鐵及多種金屬礦床等。

---以鄂爾多斯能源基地為例：找礦突破的戰(zhàn)略指導(dǎo)是關(guān)鍵：

---地質(zhì)理論；油、氣、煤、鈾、鉀鹽等共生；

---勘查技術(shù)。水壓致裂-康世恩提出。

以基性超基性巖體為例：我國有46個巖帶，12543個巖體，出露面積達(dá)14164平方千米，深入勘查研究工作的點(diǎn)是有限的。最近羅布莎礦區(qū)深部又有了找礦突破，找到450萬噸儲量，還有很大的遠(yuǎn)景。昆侖山內(nèi)夏日哈布大鎳礦的發(fā)現(xiàn)很有啟發(fā)。這些巖帶大部分又與大陸碰撞帶有關(guān)，又可能有巖漿弧并行發(fā)展，這將又是找斑巖銅礦的遠(yuǎn)景地帶。此外，還可能成為地?zé)釡厝雎兜貛В@將有利于發(fā)現(xiàn)一系列金礦床。

4.對中國優(yōu)勢礦產(chǎn)資源仍然要加強(qiáng)利用的開發(fā)，以充分挖掘其潛力；同時(shí)也要適當(dāng)加強(qiáng)普查工作，保持自己的資源優(yōu)勢。

五、關(guān)于找深部礦問題

地球上的成礦元素分布在地球內(nèi)部各層圈，地表800米以淺的成礦作用與成礦情況，我們已有多年勘探開采的積累與總結(jié)。今天，我們已有可能找到和開采超過800米深的礦產(chǎn)（油氣資源除外），及時(shí)提出找深部礦，解禁了800米的采礦深度界限是必要的，及時(shí)的，有利于擴(kuò)大資源來源。

但是，要注意不能簡單化，不能將淺部得到的經(jīng)驗(yàn)簡單地推向深部，因?yàn)樯钐幍臏囟?、壓力、圍巖巖石化學(xué)力學(xué)性質(zhì)，以及大氣降水等 條件都變了。可能以變質(zhì)巖、巖漿巖為主。

1. 對找3-10千米深的礦床要注意3個問題需要解決

（1）  3-10千米深度范圍內(nèi)會有什么礦？產(chǎn)出情況？分布規(guī)律是

什么？因?yàn)槲覀冞^去打的深鉆井太少,人們知道的并不多。需要加強(qiáng)實(shí)際數(shù)據(jù)的收集與綜合研究，以便在初步地成礦規(guī)律和理論的準(zhǔn)備下指導(dǎo)找礦。

（2）找礦方法，物探、化探、鉆探、遙感等都沒有深入研究，特別是5-10千米深處成像分辨率較低；

（3）2-3-5千米深固體礦產(chǎn)的綠色開采技術(shù)工程準(zhǔn)備。

2. 找深部礦，向深部進(jìn)軍，每深入一步都是很困難的，要解決的科技問題都是帶有前沿性的。向地下深部進(jìn)軍比向深空進(jìn)軍難度一點(diǎn)也不小，所以，同樣也是前沿性質(zhì)的。深空是越走向深空，環(huán)境的壓力和溫度就越低；而向地下進(jìn)軍則相反，越深地下壓力和溫度就越高。所以，對深部找礦與開采決不能掉以輕心，簡單化。它與深空探測是兩個領(lǐng)域。因此,要加強(qiáng)科技攻關(guān),以科技進(jìn)步引領(lǐng)找礦突破。建議：

（1） 為加強(qiáng)深部礦的找礦理論和成礦規(guī)律研究，建議多收集與研究國內(nèi)外各金屬礦區(qū)深鉆的結(jié)果。深入研究深部的成礦條件和實(shí)例。前蘇聯(lián)的科拉太古代地層打的超深鉆及各地打的深鉆結(jié)果，和德國的KTB深鉆，以及過去中國在金屬礦區(qū)打的較深孔的數(shù)據(jù)，研究深部礦化與成礦條件。形成新的認(rèn)識。必要時(shí)還應(yīng)打些科研鉆井；

（2）特別是需要能精細(xì)描繪1-10千米以內(nèi)的成像技術(shù)與找礦方法?，F(xiàn)有的方法不能勝任找礦要求。我系統(tǒng)地研究了銅陵、寧蕪及廬樅三個礦集區(qū)的物探調(diào)查結(jié)果，我認(rèn)為已用的這套辦法不能有效地指導(dǎo)找深部礦的問題，有關(guān)深部地質(zhì)解釋也應(yīng)商榷。需要加強(qiáng)科技研究的內(nèi)容?；皆鷷灧椒▽⑹呛苡行У恼疑畈康V的方法，特別是對熱液成因的礦體。巖漿型的礦床如何應(yīng)用化探還是要加強(qiáng)研發(fā)的，也已有一些苗頭。山東金礦總結(jié)認(rèn)為“構(gòu)造疊加暈”的原生暈方法對突破大金礦起了作用。

（3） 過去在幾個礦集區(qū)進(jìn)行的深地震方法找礦試驗(yàn)是不成功的，找不到礦！如以下3例。礦體在哪里？巖體在哪里？盆地結(jié)構(gòu)是什么？看不出來。

寧蕪陸相火山巖盆地找礦試驗(yàn)：

廬樅陸相火山巖盆地找礦試驗(yàn)：

銅陵礦集區(qū)找礦試驗(yàn)：

六、建議：以富鐵、銅、鉻、鎳、錳、金等為重點(diǎn)研究對象

開展找礦戰(zhàn)略選區(qū)研究。特別是從區(qū)域成礦構(gòu)造、巖石學(xué)、地球化學(xué)角度開展研究。當(dāng)前特別要重視對超過1000米深的鉆井結(jié)果的研究，建立起數(shù)據(jù)庫，供社會共享，將深部成礦作用的理論認(rèn)識水平提高一步。

七、在科技引領(lǐng)下, 實(shí)施精細(xì)勘查，加深勘查---我們建議的勘查戰(zhàn)略

1）探測深度不管是1000米，2000米 或3000米都要在加強(qiáng)科技研究攻關(guān)的基礎(chǔ)上,破解難題，指導(dǎo)找礦勘探。

2）要在認(rèn)真收集深部實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，深入研究總結(jié)并提出創(chuàng)新認(rèn)識。特別是, 對深鉆井資料的收集與研究。找礦觀念上的突破是第一重要的。

3）鑒于找深部礦時(shí)，深部礦體產(chǎn)生的地質(zhì)構(gòu)造特征，蝕變礦化現(xiàn)象、微弱和含糊的地球物理與地球化學(xué)異常等，在環(huán)境噪聲較強(qiáng)的干擾下，如何分辨噪聲發(fā)現(xiàn)弱異常，要“知微見著”。所以必須實(shí)施“精細(xì)勘查”戰(zhàn)略。改變粗放式的工作方式。

4）大力加強(qiáng)鉆井+井中物化探工作，查清淺層地質(zhì)構(gòu)造與礦化情況。

5）對地震勘查技術(shù)方法，應(yīng)結(jié)合陸相火山巖區(qū)、巖漿巖地區(qū)、變質(zhì)巖地區(qū)的特點(diǎn)摸索一套數(shù)據(jù)加工與解釋方法；改進(jìn)與開發(fā)新的方法技術(shù)。

6） 推動深部找礦,不是少數(shù)人的事。是個大家參與的事，數(shù)據(jù)要共享，成果要討論。